单片机的ic门禁系统的设计(附件)【字数：6533】
本文以“基于单片机的IC门禁系统”作为研究课题，设计了一款多功能门禁控制系统，选用了以51单片机作为核心控制器并辅以RC522射频模块、LCD1602液晶显示器、键盘、蜂鸣器、继电器与电子锁等组成的IC门禁系统，用户再使用过程中通过IC卡和密码进行开锁，而当使用不符合条件的IC和错误的密码时，蜂鸣器会进行长鸣报警。本论文对智能IC门禁控制系统的软件设计主要采用C语言构建程序代码，将代码程序烧录至51单片机芯片后，通过主控微处理器实现对各个硬件电路的系统的控制，以此将各项功能进行执行，最终实现一个可以使用IC卡和密码两种方式解锁的IC门禁系统。
目录
一、 引言 1
（一） 简述门禁系统的发展背景 1
（二） 射频识别与门禁 1
（三） 本文主要设计（研究）内容 1
二、 IC门禁系统的设计方案 2
三、 硬件选择 3
（一） 主控芯片的选择 3
（二） 液晶显示器的选择 3
（三） 读卡器模块 4
四、 硬件电路设计 5
（一） 液晶显示器电路设计 5
（二） 蜂鸣器报警电路设计 5
1、工作原理 5
2、功能说明 5
（三） 继电器电路设计 6
（四） 按键电路设计 6
1、原理图 7
2、工作原理 7
（五） 读卡器电路设计 8
1、 原理图 8
2、 工作原理 8
五、 软件程序设计 9
（一） IC门禁系统的主要程序流程设计 9
（二） 错误报警子程序设计 9
（三） 锁阀启闭程序流程图 10
六、 系统的软、硬件调试与功能展示 11
1、硬件调试 11
2、软件调试 11
3、产品功能介绍与展示 11
总结 16
致谢 17
参考文献 18
七、 附录一 原理图 19
八、 附录二 程序图 20
引言
简述门禁系统的发展背景
早期的门禁 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
系统就是传统机械门锁构成，但是在诸如办公大楼、酒店客房等人员流动性较大的地方传统的机械门锁钥匙的管理就会变得相对复杂且麻烦，钥匙的丢失或者人员的更换都会导致使用成本的增加，所以为了解决传统门锁带来的不便时，各式各样的电子密码锁，射频识别锁开始出现并不断地应用。门禁控制系统是一种数字管理系统，结合了信息技术，电子技术和机械锁，可以识别出入人员的权限级别，并执行相应的控制。如今的门及系统大多基于非接触式的感应IC卡识别技术，他是一种功能强大的智能网络访问控制系统，由管理系统，控制器，感应式读卡器，电子锁等组成。门禁系统的应用大大降低了管理人员对于来往人员的出入权限的管理难度，同时为来往的人员提供了便利。
射频识别与门禁
射频识别技术是一种自动识别技术，它通过无线射频进行非接触式双向数据通信，并利用无线射频记录介质（电子标签或射频卡）进行读写，从而到达识别和数据交换的目的，被认为是21世纪最有前途的信息技术。
射频识别技术利用无线电波非接触式快速信息交换和存储技术，并通过无线通信结合数据访问技术，然后连接到数据库系统以实现非接触式双向通信，从而达到目的。在识别系统中，电子标签的读写和通信是通过电磁波实现的。根据通信距离，分为近场和远场。因此，读/写设备与电子标签之间的数据交换方法也分为负载调制和反向散射调制。由射频识别技术生产的门禁系统大大增加了使用的寿命，同时安全性能高，并且可以实现双向控制，卡片难以被复制。
本文主要设计（研究）内容
本设计将研究一种选用STC89C52单片机系统的非接触式IC门禁系统，此设计由硬件系统和软件程序组成。硬件系统用来实现具体功能，软件程序用来控制硬件系统，让硬件系统正常工作并实现以下各种功能：
通过IC读写模块实现IC卡的编译与删除和解锁
通过键盘实现密码的更改与解锁
密码错误或者用未编译的IC卡解锁是蜂鸣器报警
IC门禁系统的设计方案
本系统由51系列单片机STC89C52、键盘、蜂鸣器、RC522读卡器等模块组成。实现了用户卡的存储功能，同时管理人员还可以通过按键添加用户卡和删除用户来进行管理。对于非管理卡或用户卡，本门禁控制区不予解锁并报警，在正常使用中，用户将卡放在读卡器附近，门禁控制器读取卡号并将其与内部存储的卡号进行比较。如果有相同的卡号，则该卡是合法的，并且蜂鸣器短鸣一声，表示读卡成功，如果读卡失败，则长鸣报警，总体系统结构图如图1所示。
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图1 门禁系统总体结构框图 硬件选择
主控芯片的选择
经过研究和筛选，决定采用STC公司生产的STC89C52作为该系统的主控芯片，通过它来实现对LCD1602显示器、蜂鸣器、继电器等进行驱动控制，51单片机微处理器芯片是基于内部MCS51型CPU而实现的，使用者可以通过编程代码的设计，实现对它的内部定时器、存储器、中断以及UART等常用电路的操控，其存储器容量以及信息处理速度可以完全符合课题指标要求，另外它的丰富的外围模块使用户可以节约丰富的硬件成本。
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图2 STC89C52芯片
液晶显示器的选择
为了实现门禁系统在使用密码时进行显示，本课题选用了LCD1602液晶屏来构建显示电路，在工作过程中只要消耗系统的四分之一瓦功率就可实现正常的工作，通过下图中的器件外观图可以看到这种型号的LCD1602液晶屏的外观特点，该款液晶显示器内部的重要部分是液晶控制芯片，它决定了整个LCD1602液晶屏的指标，在工作过程中51单片机将对它内部的每个功能模块电路进行控制，它能够以非常高的分辨率实现对智能指纹锁系统数据的显示。
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图3 液晶显示器
LCD显示的基本原理：点阵图形式液晶由M*N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成。显示屏上64×16个显示单元与显示RAM区的1024字节相对应，每一字节的内容与显示屏上相应位置的亮暗对应。例如显示屏第一行的亮暗由RAM区的000H~00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，屏幕左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，屏幕右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H时，在屏幕的顶部显示一条由8条亮线和8条暗线组成的虚线。
目录
一、 引言 1
（一） 简述门禁系统的发展背景 1
（二） 射频识别与门禁 1
（三） 本文主要设计（研究）内容 1
二、 IC门禁系统的设计方案 2
三、 硬件选择 3
（一） 主控芯片的选择 3
（二） 液晶显示器的选择 3
（三） 读卡器模块 4
四、 硬件电路设计 5
（一） 液晶显示器电路设计 5
（二） 蜂鸣器报警电路设计 5
1、工作原理 5
2、功能说明 5
（三） 继电器电路设计 6
（四） 按键电路设计 6
1、原理图 7
2、工作原理 7
（五） 读卡器电路设计 8
1、 原理图 8
2、 工作原理 8
五、 软件程序设计 9
（一） IC门禁系统的主要程序流程设计 9
（二） 错误报警子程序设计 9
（三） 锁阀启闭程序流程图 10
六、 系统的软、硬件调试与功能展示 11
1、硬件调试 11
2、软件调试 11
3、产品功能介绍与展示 11
总结 16
致谢 17
参考文献 18
七、 附录一 原理图 19
八、 附录二 程序图 20
引言
简述门禁系统的发展背景
早期的门禁 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
系统就是传统机械门锁构成，但是在诸如办公大楼、酒店客房等人员流动性较大的地方传统的机械门锁钥匙的管理就会变得相对复杂且麻烦，钥匙的丢失或者人员的更换都会导致使用成本的增加，所以为了解决传统门锁带来的不便时，各式各样的电子密码锁，射频识别锁开始出现并不断地应用。门禁控制系统是一种数字管理系统，结合了信息技术，电子技术和机械锁，可以识别出入人员的权限级别，并执行相应的控制。如今的门及系统大多基于非接触式的感应IC卡识别技术，他是一种功能强大的智能网络访问控制系统，由管理系统，控制器，感应式读卡器，电子锁等组成。门禁系统的应用大大降低了管理人员对于来往人员的出入权限的管理难度，同时为来往的人员提供了便利。
射频识别与门禁
射频识别技术是一种自动识别技术，它通过无线射频进行非接触式双向数据通信，并利用无线射频记录介质（电子标签或射频卡）进行读写，从而到达识别和数据交换的目的，被认为是21世纪最有前途的信息技术。
射频识别技术利用无线电波非接触式快速信息交换和存储技术，并通过无线通信结合数据访问技术，然后连接到数据库系统以实现非接触式双向通信，从而达到目的。在识别系统中，电子标签的读写和通信是通过电磁波实现的。根据通信距离，分为近场和远场。因此，读/写设备与电子标签之间的数据交换方法也分为负载调制和反向散射调制。由射频识别技术生产的门禁系统大大增加了使用的寿命，同时安全性能高，并且可以实现双向控制，卡片难以被复制。
本文主要设计（研究）内容
本设计将研究一种选用STC89C52单片机系统的非接触式IC门禁系统，此设计由硬件系统和软件程序组成。硬件系统用来实现具体功能，软件程序用来控制硬件系统，让硬件系统正常工作并实现以下各种功能：
通过IC读写模块实现IC卡的编译与删除和解锁
通过键盘实现密码的更改与解锁
密码错误或者用未编译的IC卡解锁是蜂鸣器报警
IC门禁系统的设计方案
本系统由51系列单片机STC89C52、键盘、蜂鸣器、RC522读卡器等模块组成。实现了用户卡的存储功能，同时管理人员还可以通过按键添加用户卡和删除用户来进行管理。对于非管理卡或用户卡，本门禁控制区不予解锁并报警，在正常使用中，用户将卡放在读卡器附近，门禁控制器读取卡号并将其与内部存储的卡号进行比较。如果有相同的卡号，则该卡是合法的，并且蜂鸣器短鸣一声，表示读卡成功，如果读卡失败，则长鸣报警，总体系统结构图如图1所示。
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图1 门禁系统总体结构框图 硬件选择
主控芯片的选择
经过研究和筛选，决定采用STC公司生产的STC89C52作为该系统的主控芯片，通过它来实现对LCD1602显示器、蜂鸣器、继电器等进行驱动控制，51单片机微处理器芯片是基于内部MCS51型CPU而实现的，使用者可以通过编程代码的设计，实现对它的内部定时器、存储器、中断以及UART等常用电路的操控，其存储器容量以及信息处理速度可以完全符合课题指标要求，另外它的丰富的外围模块使用户可以节约丰富的硬件成本。
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图2 STC89C52芯片
液晶显示器的选择
为了实现门禁系统在使用密码时进行显示，本课题选用了LCD1602液晶屏来构建显示电路，在工作过程中只要消耗系统的四分之一瓦功率就可实现正常的工作，通过下图中的器件外观图可以看到这种型号的LCD1602液晶屏的外观特点，该款液晶显示器内部的重要部分是液晶控制芯片，它决定了整个LCD1602液晶屏的指标，在工作过程中51单片机将对它内部的每个功能模块电路进行控制，它能够以非常高的分辨率实现对智能指纹锁系统数据的显示。
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图3 液晶显示器
LCD显示的基本原理：点阵图形式液晶由M*N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成。显示屏上64×16个显示单元与显示RAM区的1024字节相对应，每一字节的内容与显示屏上相应位置的亮暗对应。例如显示屏第一行的亮暗由RAM区的000H~00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，屏幕左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，屏幕右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H时，在屏幕的顶部显示一条由8条亮线和8条暗线组成的虚线。
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